JP5351967B2

JP5351967B2 - 構造化研磨物品、その製造方法、及びウエハの平坦化における使用

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Publication number: JP5351967B2
Application number: JP2011525047A
Authority: JP
Inventors: ウィリアム，ディー．ジョゼフ，; ジュリー，ワイ．チエン，; ジミー，アール．，ジュニアバラン，; ジョン，ジェイ．ギャグリアーディ，
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: CN102138203B; WO2010025003A2; US20100056024A1; JP2012501252A; TW201012908A; US8251774B2; TWI429735B; KR101602001B1; EP2327088B1; KR20110055686A; EP2327088A2; CN102138203A; EP2327088A4; WO2010025003A3

Description

本発明は、広く研磨物品、その製造方法、及びウエハの平坦化における使用に関する。

研磨物品は、半導体ウエハのポリシング、超小型電気機械（ＭＥＭＳ）デバイス製作、ハードデイスクドライブ用基材の仕上げ、光学繊維及びコネクタのポリシングなどの超仕上げ用途にしばしば使用される。例えば、集積回路の製造時、半導体ウエハは、典型的に金属及び誘電体層の成膜、層のパターニング、及びエッチングを含む数々の加工工程に供される。各加工工程では、ウエハの露出面を改質又はリファイニングし、それに続く製作又は製造工程のためそれを準備することが必要又は望ましい場合がある。表面改質プロセスは、成膜された伝導体（例えば、金属、半導体及び／又は誘電体材料）を改質するために使用されることが多い。表面改質プロセスは、典型的には、伝導性材料、誘電体材料又は組み合わせの露出領域を有するウエハ上に平坦な外部露出面を作るため使用される。

構造化ウエハの露出面を改質する又はリファイニングする１つの方法は、ウエハ表面を固定研磨物品で処理することである。使用する際、固定研磨物品は、典型的には、ウエハ上の材料の層を改質するのに適合した動作で、多くの場合、作動液の存在下で半導体ウエハ表面と接触し、平坦で均一なウエハ表面をもたらす。作動液がウエハの表面に塗布されて、化学的に改質される、又は別の方法で研磨物品の作用下でウエハの表面からの材料の除去を容易にすることがある。

固定研磨物品は、一般的に、結合剤により接着され、裏材に固定された研磨粒子の研磨層を有する。ある種の固定研磨物品では、研磨層は、成形研磨複合材と呼ばれる、不連続な隆起構造エレメント（例えば、柱状、畝状、錐体状、又は切頭型錐体状）から構成される。この種の固定研磨物品は、用語「非平坦固定研磨物品」又は「構造化研磨物品」（以下後者の用語を用いるものとする）により様々に当該技術分野において既知である。

平坦化プロセス中に進行を評価するために、種々の検出方法を実施することが一般的である。中でも光学的検出方法（例えば、レーザー干渉法）が最も広く用いられている。かかる技術では、レーザーは、典型的には、構造化研磨物品と接触している圧盤及びサブパッドのウィンドウを通して導かれる。構造化研磨物品の孔又は透明（研磨層で覆われていない）部分が、ビームで整列する。

１つの態様では、本開示は、
少なくとも半透明なフィルム裏材と、
少なくとも半透明なフィルム裏材上に配置され、かつ複数の成形研磨複合材を含む研磨層であって、成形研磨複合材が、結合剤に分散した研磨粒子を含み、研磨粒子が、１００ナノメートル未満の平均一次粒径を有するセリア粒子から本質的に成り、結合剤が、ポリエーテル酸と、カルボン酸（メタ）アクリレート及びポリ（メタ）アクリレートを含む成分の反応生成物とを含み、研磨層の総重量に基づいて、研磨粒子が、少なくとも７０重量％の量存在する、研磨層と、を含む構造化研磨物品を提供する。典型的には、光散乱技術により測定したとき、平均粒径（体積ベースで）も１００ナノメートル未満である。

特定の実施形態では、研磨層に対して垂直に見た場合、構造化研磨物品は、６３３〜６６０ナノメートルの波長範囲（例えば、６３３ナノメートル）において少なくとも３．５パーセントの光透過率を有する。

特定の実施形態では、成形研磨複合材は、少なくとも半透明なフィルム裏材に対して垂直に縦方向に配向された柱部から本質的に成る。

別の態様では、本開示は、構造化研磨物品を作製する方法であって、
セリア粒子、ポリエーテル酸、カルボン酸（メタ）アクリレート、及び溶媒を組み合わせて分散液を形成する工程であって、セリア粒子が１００ナノメートル未満の平均一次粒径を有する、工程と、
分散液とポリ（メタ）アクリレートを含む成分を組み合わせて、結合剤前駆体を形成する工程と、
少なくとも半透明なフィルム裏材上に結合剤前駆体の層を形成する工程と、
複数の精密に成形されたくぼみを有する生産用具と結合剤前駆体を接触させる工程と、
結合剤前駆体を硬化させて、少なくとも半透明なフィルム裏材上に配置された研磨層を形成する工程と、
研磨層を生産用具から分離させて、構造化研磨物品を提供する工程であって、研磨層の総重量に基づいて、セリア粒子が少なくとも７０重量％の量存在する、工程と、を含む方法を提供する。

特定の実施形態では、カルボン酸（メタ）アクリレートは、ベータ−カルボキシエチルアクリレートを含む。特定の実施形態では、成分は、モノ（メタ）アクリレートを更に含む。特定の実施形態では、成分は、フリーラジカル光反応開始剤を更に含み、結合剤前駆体の硬化は、放射線硬化により行われる。特定の実施形態では、成分は、フリーラジカル熱反応開始剤を更に含む。特定のこれらの実施形態では、構造化研磨物品を作製する方法は、研磨層を熱で後硬化させる工程を更に含む。

別の態様では、本開示は、ウエハの酸化物表面をコンディショニングする方法であって、
少なくとも半透明なフィルム裏材と、
少なくとも半透明なフィルム裏材上に配置され、かつ複数の成形研磨複合材を含む研磨層であって、成形研磨複合材が、結合剤に分散した研磨粒子を含み、研磨粒子が、１００ナノメートル未満の平均一次粒径を有するセリア粒子から本質的に成り、結合剤が、ポリエーテル酸と、カルボン酸（メタ）アクリレート及びポリ（メタ）アクリレートを含む成分の反応生成物とを含み、研磨層の総重量に基づいて、研磨粒子が、少なくとも７０重量％の量存在する、研磨層と、を含む構造化研磨物品を提供する工程と、
研磨層をコンディショニングする工程と、
少なくとも半透明なフィルム裏材をサブパッドと接触させる工程であって、サブパッドがそれを貫いて延在する第１のウィンドウを有する、工程と、
サブパッドを圧盤に固定する工程であって、圧盤が、それを貫いて延在し、かつ第１のウィンドウに隣接している第２のウィンドウを有する、工程と、
研磨層をウエハの酸化物表面と摩擦により接触させる工程と、研磨層又はウエハの少なくとも１つを移動させて、作動液と接触した状態でウエハの表面を研磨する工程と、
第１のウィンドウ、第２のウィンドウ、及び構造化研磨物品を通して導かれる可視光線を用いて、ウエハの表面特性をモニタする工程と、を含む方法を提供する。

特定の実施形態では、可視光線は、レーザービームを含む。

先行する構造化研磨物品の作製において用いられるスラリーへのセリアの添加は、セリア含有量が増加するにつれて、スラリーの剪断粘度が顕著に増加するため、一般的に限定されている。更に、典型的には、セリアを分散させるために、かかるスラリーに界面活性剤を含むことが必要である。かかる界面活性剤は、化学機械平坦化（即ち、ＣＭＰ）プロセスにおいて、構造化研磨物品の性能に悪影響をもたらす恐れがある。

有利なことに、本開示の方法に従って作製される構造化研磨物品は、典型的には、粘度が増加しても低い剪断力を示すため、高濃度のセリアを組み込むことが可能である。更に、典型的には、セリアを良好に分散させるために界面活性剤を必要としない。更に、コーティングスラリーに組み込む前に、セリアをカルボン酸アクリレートと接触させることにより、出願人らは、先行技術の製剤の一部の可使時間が短いという問題（例えば、セリアミネラルによるポリ（メタ）アクリレートの重合開始が早すぎる）が、実質的に又は完全に解決されることを見出した。

更に有利なことに、本開示に係る構造化研磨物品は、構造化研磨物品の表面全体にわたって十分な光透過率及び透明度を有するよう作製することができるため、構造化研磨物品にウィンドウ又は穿孔を設けてレーザービームを通過させる必要なしに、ウエハの平坦化中に光学的終点検出（例えば、レーザー干渉終点検出）を用いることが可能である。

本明細書で使用するとき、
用語「研磨粒子」とは、セリアの硬度以上の硬度を有する任意の粒子を指す。
用語「少なくとも半透明な」とは、半透明又は透明であることを意味する。
用語「カルボン酸（メタ）アクリレート」とは、カルボキシル（−ＣＯ_２Ｈ）基又はカルボキシレート（−ＣＯ_２−）基に共有結合している（メタ）アクリレート基を有する化合物を意味する。
用語「可視光」とは、包括的に４００ナノメートル〜７００ナノメートルの範囲の波長を有する光を指す。
用語「（メタ）アクリル」は、アクリル及び／又はメタクリルを含む。
用語「光透過率」とは、入射光が物体を透過する割合を意味する。
用語「ポリ（メタ）アクリレート」とは、少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を有する化合物を意味する。
用語「透明な」とは、物体又は画像が実質的に介在する物質が存在しないかのように見えるように可視光を透過できることを意味する。
用語「酸化セリウム」及び「セリア」とは、Ｃｅ（ＩＶ）Ｏ_２を指す。

本開示の１つの実施形態に係る代表的な構造化研磨物品の斜視図。本開示に係る代表的なウエハの表面のコンディショニング方法の概略側面図。本開示に係る代表的な構造化研磨物品のシリコンウエハポリシング性能を示す。本開示に係る代表的な構造化研磨物品のシリコンウエハポリシング性能を示す。本開示に係る代表的な構造化研磨物品のシリコンウエハポリシング性能を示す。その上に文字の書かれた紙片に接触している種々の構造化研磨物品を示す写真。その上に文字の書かれた紙片に接触している種々の構造化研磨物品を示す写真。その上に文字の書かれた紙片に接触している種々の構造化研磨物品を示す写真。

図１を参照すると、構造化研磨物品１００は、少なくとも半透明なフィルム裏材１１０を備える。研磨層１２０は、少なくとも半透明なフィルム裏材１１０上に配置されており、複数の成形研磨複合材１３０を含む。成形研磨複合材１３０は、結合剤（図示せず）中に分散している研磨粒子（図示せず）を含む。研磨粒子は、１００ナノメートル未満の平均一次粒径を有するセリア粒子から本質的に成る。結合剤は、ポリエーテル酸と、カルボン酸（メタ）アクリレート及びポリ（メタ）アクリレートを含む成分の反応生成物とを含み、研磨層の総重量に基づいて、研磨粒子は少なくとも７０重量％の量存在する。

少なくとも半透明なフィルム裏材は、可撓性、剛性、又はその間であってもよい。可撓性裏材及びより剛性な裏材の両方を含む様々な裏材材料が、この目的のために好適である。有用な少なくとも半透明なフィルム裏材としては、ポリマーフィルム、それを処理したもの、及びこれらの組み合わせから選択される裏材フィルムが挙げられる。代表的な少なくとも半透明な裏材フィルムとしては、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート又はポリカプロラクトン）、コポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、セルロース性ポリマー、並びにこれらのブレンド及び組み合わせから作製されるフィルムが挙げられる。

一般的に、少なくとも半透明なフィルム裏材の厚さは、典型的には、約２０〜約１０００マイクロメートルの範囲、より典型的には、約５０マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、より典型的には、約６０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルである。裏材の少なくとも１つの表面は、研磨層でコーティングされてもよい。一般的に、裏材は、実質的に均一な厚さである。裏材の厚さが十分に均一でない場合、ウエハ平坦化中に、ウエハポリシング均一性のばらつきがより大きくなる場合がある。

研磨層は、複数の成形研磨複合材を含む。本明細書で使用するとき、用語「成形研磨複合材」とは、結合剤に分散している研磨粒子を含む複数の成形体の１つであり、その成形体は集合的に非平坦三次元研磨層を提供する。幾つかの実施形態では、成形研磨複合材は「精密に成形されている」。用語「精密に成形された研磨複合材」とは、それを作製するために用いられる成形型穴の実質的に反転である成形形状を有する研磨複合材を指す。典型的には、精密に成形された研磨複合材は、構造化研磨物品が用いられる前に、研磨複合材の露出面から突出している研磨粒子を実質的に含まない。

有利なことに、本開示に係る構造化研磨物品は、成形研磨複合材中に高含量の研磨粒子を有する。例えば、成形研磨複合材は、重量基準で、少なくとも７０パーセントの成形研磨複合材を含み、少なくとも７５、８０、若しくは更には８５重量％の研磨層を含んでもよく、又はそれ以上であってもよい。典型的には、成形研磨複合材中に高重量％の研磨粒子が含まれると、より高く切断される（higher cut）。

研磨粒子は、体積基準で、１００ナノメートル未満の平均粒径を有するセリア（即ち、酸化セリウム）粒子から本質的に成る。本発明の文脈で用いられる語句「から本質的に成る」は、シリコン含有ウエハのウエハ平坦化で用いられるとき、構造化研磨物品の研磨特性に大きな影響を与える量の他の（即ち、セリア以外の）研磨粒子を除外することを意図する。セリア粒子は、より小さな一次セリア粒子の粒塊及び／又は粒子団を含んでもよいことが認められる。例えば、セリア粒子（一次粒子、粒塊、粒子団、又はこれらの組み合わせのいずれとして存在していようと）は、体積基準で、１、５、１０、２０、３０、又は４０ナノメートルから５０、６０、７０、８０、９０、９５ナノメートル、又はそれ以上の範囲の平均粒径を有してもよい。

セリア粒子は、例えば、粉末、分散液、又はゾルの形態で供給される場合があり、典型的には、分散液又はゾルとして供給される。１００ナノメートル未満の平均粒径を有するセリアゾルを得るための方法及び供給源は、当該技術分野において周知である。本開示で用いるのに好適なセリア分散液及びゾルとしては、例えば、ＥｖｏｎｉｋＤｅｇｕｓｓａＣｏｒｐ．（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＪ）；Ｒｈｏｄｉａ，Ｉｎｃ．（Ｃｒａｎｂｅｒｒｙ，ＮＪ）；及びＵｍｉｃｏｒｅＳＡ（Ｂｒｕｓｓｅｌｓ，Ｂｅｌｇｉｕｍ）等の供給元から市販されているセリアゾル及び分散液が挙げられる。

研磨粒子は、ポリマー結合剤中に均質に又は不均質に分散していてもよい。用語「分散した」は、研磨粒子がポリマー結合剤全体にわたって分布していることを指す。結合剤中に実質的に均質にセリア粒子を分散させると、典型的には、構造化研磨物品の性能が向上する。したがって、カルボン酸（メタ）アクリレートでセリア粒子を処理して、分散を促進及び／又は粒塊化を抑制し、その後の結合剤への結合を強化することが、典型的には有用である。代表的なカルボン酸（メタ）アクリレートとしては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸のモノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル、マレイン酸、イタコン酸、イソクロトン酸、クロトン酸、シトラコン酸、及びベータ−カルボキシエチル（メタ）アクリレートが挙げられる。

セリア粒子をカルボン酸（メタ）アクリレートで処理する１つの代表的な方法では、セリア粒子の水性媒体（例えば、水）の分散液（例えば、ゾル）を、ポリエーテル酸及びカルボン酸（メタ）アクリレート（それぞれ表面を処理してセリア粒子を安定化させるのに十分な量）、及び水より高い沸点を有する水混和性有機溶媒と組み合わせる。典型的には、ポリエーテル酸とカルボン酸（メタ）アクリレートとの比率は、約３：５〜５：３の範囲であるが、他の比率を用いてもよい。有用な溶媒のえ例としては、１−メトキシ−２−プロパノール、ジメチルホルムアミド、及びジグリムが挙げられる。一旦組み合わせると、減圧下で蒸発させることにより水は実質的に除去されて、セリア分散液が得られ、その分散液中では、セリア粒子は、カルボン酸（メタ）アクリレート分子と結合することにより粒塊化に対して安定である。この得られたセリア分散液は、典型的には、ポリ（メタ）アクリレート及び任意のモノ（メタ）アクリレートモノマー、並びに結合剤前駆体中に含まれてもよい任意の更なるカルボン酸（メタ）アクリレートと容易に組み合わせることができる。

カルボン酸（メタ）アクリレートは、典型的には、セリア粒子の結合剤への接着を促進する機能を有するが、ポリエーテル酸は、主に、結合剤（又はその前駆体成分）及び／又は溶媒中のセリア粒子の分散安定性を高めるために含まれる。本明細書で使用するとき、この用語は、酸性基又はその塩に共有結合しているポリエーテルセグメントを有する化合物を指す。代表的なポリエーテルセグメントとしては、ポリエチレングリコールセグメント、ポリエチレングリコールセグメント、及び混合ポリ（エチレングリコール／プロピレングリコール）セグメントが挙げられる。代表的な酸性基としては、−ＣＯ_２Ｈ、−ＰＯ_２Ｈ、−ＰＯ_３Ｈ、−ＳＯ_３Ｈ、及びこれらの塩が挙げられる。特定の実施形態では、ポリエーテル酸は、包括的に最高１２個の炭素原子を有し、以下の式により表される：
Ｒ^１−（Ｒ^２−Ｏ）_ｎ−Ｘ−Ａ
式中、Ｒ^１は、Ｈ、１〜６個の炭素原子を有するアルキル基（例えば、メチル、エチル、又はプロピル）、又は１〜６個の炭素原子を有するアルコキシ基（例えば、メトキシ、エトキシ、又はプロポキシ）を表し；各Ｒ^２は、独立して、１〜６個の炭素原子を有する二価アルキレン基（例えば、エチレン、プロピレン、又はブチレン）を表し；ｎは、正の整数（例えば、１、２、又は３）を表し；Ｘは、二価有機連結基又は共有結合を表し；Ａは、酸性基（例えば、上記のような）を表す。代表的なかかるポリエーテル酸としては、２’−（２”−メトキシエトキシ）エチルスクシネート（モノエステル）、メトキシエトキシエトキシ酢酸、及びメトキシエトキシ酢酸が挙げられる。

結合剤は、カルボン酸（メタ）アクリレート及びポリ（メタ）アクリレートを含む成分の反応生成物を更に含む。上述のように、カルボン酸（メタ）アクリレートの少なくとも一部は、典型的には、研磨粒子と組み合わせられ、次いで得られた分散液が残りの結合剤成分と組み合わられるが、これは必須ではない。

幾つかの実施形態では、成分はまた以下のうち１つ以上を含んでもよい：フリーラジカル光反応開始剤、フリーラジカル熱反応開始剤、酸化防止剤、着色剤、及び充填剤（研磨性能に実質的に影響を与えない充填剤）。更に、結合剤は、典型的には、その成分を含む結合剤前駆体から調製され、その中に研磨粒子が分散している（例えば、スラリーとして）。

好適な結合剤前駆体は、典型的には、周囲条件又は周囲条件に近い条件で、非硬化状態であり、流動可能である。結合剤前駆体は、典型的には、少なくとも部分的に結合剤前駆体を硬化（即ち、フリーラジカル重合）させる条件（典型的には、エネルギー源）に曝露されて、分散した研磨粒子を保持することができる結合剤に変換される。代表的なエネルギー源としては、電子線、紫外線、可視光線、赤外線、ガンマ線、熱、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

有用なポリ（メタ）アクリレートとしては、少なくとも２つの（メタ）アクリレート基を有するモノマー及び／又はオリゴマーが挙げられ、例えば、トリ（メタ）アクリレート及びテトラ（メタクリレート）である。代表的なポリ（メタクリレート）としては、ジ（メタ）アクリレート、例えば、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールモノ（メタ）アクリレートモノ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化脂肪族ジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン修飾ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン修飾ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートジ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、エトキシ化（１０）ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エトキシ化（３）ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エトキシ化（３０）ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、エトキシ化（４）ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバルアルデヒド修飾トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（２００）ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（４００）ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（６００）ジ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート；トリ（メタ）（メタ）アクリレート、例えば、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリ（メタ）アクリレート（例えば、エトキシ化（３）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化（６）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化（９）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化（２０）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート）、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリ（メタ）アクリレート（例えば、プロポキシ化（３）グリセリルトリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化（５．５）グリセリルトリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化（３）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化（６）トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート）、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート；及び高官能性（メタ）アクリル含有化合物、例えば、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、エトキシ化（４）ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、カプロラクトン修飾ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート；オリゴマー性（メタ）アクリル化合物、例えば、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート；並びにこれらの組み合わせが挙げられる。かかる化合物は、例えば、ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏ．（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）；ＵＣＢＣｈｅｍｉｃａｌｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）；及びＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）等の販売業者から広く入手可能である。

結合剤前駆体は、有効な量、例えば、０．１、１、若しくは３重量％から、最高５、７、若しくは更には１０重量％、又はそれ以上の少なくとも１つの光反応開始剤を含んでもよい。有用な光開始剤としては、（メタ）アクリレートをフリーラジカル的に光硬化させるのに有用であることが既知のものが挙げられる。代表的な光反応開始剤としては、ベンゾイン及びその誘導体、例えば、アルファ−メチルベンゾイン；アルファ−フェニルベンゾイン；アルファ−アリルベンゾイン；アルファ−ベンジルベンゾイン；ベンゾインエーテル、例えば、ベンジルジメチルケタール（ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹからＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１として入手可能）、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル；アセトフェノン及びその誘導体、例えば、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン（ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓからＤＡＲＯＣＵＲ１１７３として入手可能）及び１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン（ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓからＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４として入手可能）；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルホリニル）−１−プロパノン（ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓからＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７として入手可能）；２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン（ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓからＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９として入手可能）；並びに（フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド（ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ，ＮＹからＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９として入手可能）が挙げられる。他の有用な光反応開始剤としては、モノ−及びビス−アシルホスフィン（例えば、ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓからＩＲＧＡＣＵＲＥ１７００、ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８００、ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８５０、及びＤＡＲＯＣＵＲ４２６５として入手可能）が挙げられる。

結合剤前駆体は、有効な量、例えば、０．１、１、若しくは３重量％から、最高５、７、若しくは更には１０重量％、又はそれ以上の少なくとも１つの熱反応開始剤を含んでもよい。代表的な熱フリーラジカル反応開始剤としては、アゾ化合物、例えば、２，２−アゾ−ビスイソブチロニトリル、ジメチル２，２’−アゾビス（イソブチラート）、アゾビス（ジフェニルメタン）、４，４’−アゾビス−（４−シアノペンタン酸）、（２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル（Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からＶＡＺＯ５２として入手可能）；過酸化物、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化クミル、過酸化ｔ−ブチル、過酸化シクロヘキサノン、過酸化グルタル酸、及び過酸化ジラウロイル；過酸化水素；ヒドロペルオキシド、例えば、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド及びクメンヒドロペルオキシド；過酸、例えば、過酢酸、及び過安息香酸；過硫酸カリウム；並びに過酸エステル、例えば、過炭酸ジイソプロピルが挙げられる。

幾つかの実施形態では、例えば、得られる結合剤の粘度を低下させるため及び／又は架橋密度を低下させるために、結合剤前駆体中に１つ以上のモノエチレン性不飽和フリーラジカル重合性化合物を含むことが望ましい場合もある。代表的なモノエチレン性不飽和フリーラジカル重合性化合物としては、ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、シクロへキシル（メタ）アクリレート、又はオクタデシル（メタ）アクリレートを含むモノ（メタ）アクリレート；Ｎ−ビニル化合物、例えば、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルピロリジノン、又はＮ−ビニルカプロラクタム；及びこれらの組み合わせが挙げられる。

本開示に係る構造化研磨物品は、当該技術分野において周知である一般的な方法により作製することができる。例えば、１つの方法では、スラリー形態の結合剤前駆体及び研磨粒子を、所望の成形研磨複合材の寸法を有する生産用具の補完的穴に入れる。次いで、少なくとも半透明なフィルム裏材を生産用具に接触させ、スラリー前駆体及び結合剤前駆体を少なくとも十分に硬化させて、生産用具から成形研磨複合材を取り外す。あるいは、生産用具、少なくとも半透明なフィルム裏材、及びスラリーを、同時にニップを通して供給してもよい。所望により、更なる硬化（例えば、熱後硬化）をこの段階で実施して、硬化の程度を更に進行させ、結合剤の特性を改善してもよい。成形研磨複合材を形成する方法に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）に見出すことができる。

個々の成形研磨複合材は、種々の幾何学的固体又は不規則な形状のいずれの形態であってもよい。典型的には、成形研磨複合材は、精密に成形されている（上記定義の通り）。典型的には、成形研磨複合材は、成形研磨複合材の基部、例えば、成形研磨複合材の一部が、少なくとも半透明なフィルム裏材に接触し、かつ固定されるように形成される。成形研磨複合材の近位部は、典型的には、基部又は裏材の遠位の成形研磨複合材の部分と同じ又はより大きな表面積を有する。精密に成形された研磨複合材は、立方体、円筒、角柱（例えば、六角柱）、長方形角錘、切頭型角錘、円錘、半球形、切頭された円錘、十字架又は遠位端を有する柱様横断面などの多数の幾何学的固体の中から選択されてもよい。角錘複合材は、４個、５個、又は６個の側面を有してもよい。成形研磨複合材はまた、様々な形状の混合でもよい。成形研磨複合材は、１列に並んで、同心円に、らせん状に、若しくは格子型に配置されてもよく、又はランダムに定置されてもよい。

成形研磨複合材を形成する側部は、裏材に対して垂直であっても、裏材に対して傾斜していても、遠位端に向かって漸減する幅で先細になっていてもよい。しかし、側部が先細になっている場合、成形型又は生産用具のくぼみから成形研磨複合材をより容易に取り外すことができる。実質的に垂直な角度が好ましい、その理由は、これが、複合材が摩耗しても一貫して公称接触面積をもたらすためである。

各成形研磨複合材の高さは、典型的には、実質的に同じであるが、単一の構造化研磨物品において高さの変動する複合材を有することも想定される。裏材又は複合材間のランドに関する複合材の高さは、一般に約２，０００マイクロメートル未満、例えば、約１０マイクロメートル〜約２００マイクロメートルの範囲であってもよい。個々の成形研磨複合材の基部寸法は、約５，０００マイクロメートル以下、典型的には、約１，０００マイクロメートル以下、より典型的には、５００マイクロメートル未満であってもよい。個々の成形研磨複合材の基部寸法は、典型的には、約５０マイクロメートル超、より典型的には、約１００マイクロメートル超である。成形研磨複合材の基部は、互いに接していてもよいし、又はいくらかの特定の距離だけ互いから離れていてもよい。

隣接する成形複合材は、共通の成形研磨複合材ランド又は橋状構造を共有してもよく、それらは接触し、複合材の向かい合う側壁間に延在する。典型的には、ランド構造は、各隣接した複合材の垂直高さ寸法の約３３％以下の高さを有する。成形研磨複合材ランドは、成形研磨複合材を形成するために用いられるのと同じスラリーから形成されてもよい。介入しない複合材が、複合材の中心間に引かれた真っ直ぐな想像線上に位置してもよいという意味で複合材は、「隣接」している。成形研磨複合材の少なくとも一部が、複合材の隆起部分間に凹部領域をもたらすように互いから分離されていてもよい。

成形研磨複合材の直線的な隙間は、１線形ｃｍ当たり約１個の成形研磨複合材から１線形ｃｍ当たり約２００個の成形研磨複合材の範囲であってよい。直線的な隙間は、複合材の濃度がある箇所で他の箇所より大きくなる場合があるように変えられてよい。例えば、濃度は、研磨物品の中心が最大であってもよい。複合材の面密度は、幾つかの実施形態では、１平方センチメートル当たり約１〜約４０，０００複合材の範囲であってもよい。裏材の１つ以上の領域が露出していてもよい、即ち、少なくとも半透明なフィルム裏材に接触している研磨コーティングを有しない。

成形研磨複合材は、典型的には、所定のパターンで裏材上に並べられ、又は裏材上の所定の位置に並べられている。例えば、裏材とその中にくぼみを有する生産用具との間にスラリーを供給することにより作製される研磨物品では、複合材の所定のパターンは、生産用具のくぼみのパターンに対応する。したがって、パターンは、物品から物品に再現可能であってもよい。例えば、成形研磨複合材は、ある配列又は配置を形成してもよく、それは、複合材が、整列した横及び縦列又は交互に片寄っている横及び縦列などの規則的な配列であることを意味する場合がある。所望の場合、成形研磨複合材の１の列が、成形研磨複合材の第２列の前に直接整列されてもよい。典型的には、成形研磨複合材の１の列が、成形研磨複合材の第２の列から片寄っていてもよい。

別の実施形態では、成形研磨複合材が「ランダム」な配列又はパターンに並べられてもよい。これは、複合材が、上記のように横及び縦列の規則的な配列ではないことを意味する。例えば、成形研磨複合材は、国際公開第９５／０７７９７号（Ｈｏｏｐｍａｎら）及び国際公開第９５／２２４３６号（Ｈｏｏｐｍａｎら）に記載されている方法で並べられてもよい。しかし、研磨物品上の複合材の位置が予め定められ、研磨物品を作製するために使用される生産用具内のくぼみの位置に対応してもよいという点で、この「ランダム」な配列は所定のパターンでもあり得ることが理解される。

代表的な生産用具としては、ロール、継目なしベルト、及びウェブが挙げられ、例えば、金属（例えば、ロールの場合）又はポリマーフィルム（例えば、継目なしベルト及びウェブの場合）等の好適な材料で作製されてもよい。

本開示に係る構造化研磨物品は、一般的に、円形状、例えば研磨ディスクの形態であってもよい。研磨ディスクの外縁部は、典型的には、平滑である、又は波打っていてもよい。構造化研磨物品は、楕円形又は三角形、正方形、長方形等などの任意の多角形形状の形態であってもよい。あるいは、研磨物品は、ベルトの形態であってもよい。研磨物品は、研磨技術分野で研磨テープロールと典型的に呼ばれるロールの形態でもたらされてもよい。広くは、研磨テープロールは、ウエハ平坦化プロセス時に割送りされ又は連続的に移動されてもよい。研磨物品は、穿孔されて、研磨コーティング及び／又は裏材を貫く開口部を提供し、使用前、中、及び／又は後に作動液を通過させることができるが、有利な実施形態では、構造化研磨物品は、かかる穿孔を実質的に、又は更には全く有しない。

構造化研磨物品の少なくとも半透明なフィルム裏材は、典型的には、使用中サブパッドに接触している。場合によっては、構造化研磨物品は、サブパッドに固定されてもよい。研磨層は、少なくとも半透明なフィルム裏材の前表面に適用されてもよく、接着剤、例えば感圧性接着剤（又は機械的締結装置）を、少なくとも半透明なフィルム裏材の反対側の表面に適用してもよい。好適なサブパッドは、例えば、米国特許第５，６９２，９５０号及び同第６，００７，４０７号（両方Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄら）に記載されている。光学的検出方法を用いる場合、サブパッド、及びそれを載せる任意の圧盤は、少なくとも１つの適切な大きさのウィンドウ（例えば、開口部又は透明な挿入物）を有して、圧盤及びサブパッドを通して光源（例えば、レーザー）から連続的に光が通過することを可能にすべきである。

有利なことに、本開示に係る構造化研磨物品は、例えば、レーザー干渉法等の光学的検出方法に用いるのに好適である十分な光透過率を有するように、製作することができる。例えば、構造化研磨物品は、任意の波長範囲、例えば、レーザーの出力波長に相当する範囲にわたって、少なくとも１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、若しくは更には５．０パーセント、又はこれ以上の光透過率を有してもよい。代表的なレーザー波長としては、６９４ｎｍ（ルビー）、６７６．４ｎｍ（Ｋｒ−イオン）、６４７．１ｎｍ（Ｋｒ−イオン）、６３５〜６６０ｎｍ（ＩｎＧａＡｌＰ半導体）、６３３ｎｍ（ＨｅＮｅ）、６２８ｎｍ（ルビー）、６１２ｎｍ（ＨｅＮｅ）、５７８（Ｃｕ蒸気）、５６８．２ｎｍ（Ｋｒ−イオン）、５４３ｎｍ（ＨｅＮｅ）、５３２ｎｍ（ＤＰＳＳ半導体）、５３０．９ｎｍ（Ｋｒ−イオン）、５１４．５ｎｍ（Ａｒ−イオン）、５１１ｎｍ（Ｃｕ蒸気）、５０１．７ｎｍ（Ａｒ）、４９６．５ｎｍ（Ａｒ）、４８８．０ｎｍ（Ａｒ）、４７６．５ｎｍ（Ａｒ）、４５７．９ｎｍ（Ａｒ）、４４２ｎｍ（ＨｅＣｄ）、又は４２８ｎｍ（Ｎ_２＋）が挙げられる。

本開示に係る構造化研磨物品は、その外表面上に酸化物層を有するものを含む、シリコンを含有するウエハ（例えば、シリコンウエハ、ガラスウエハ等）を研磨及び／又はポリシングするために用いることができる。例えば、構造化研磨物品は、ウエハ及び／又はウエハ自体に成膜された誘電体材料を研磨及び／又はポリシングするのに有用であってもよい。ウエハ研磨速度及び特性に影響を及ぼす変数としては、例えば、ウエハ表面と研磨物品との間の適切な接触圧の選択、作動液の種類、ウエハ表面と研磨物品との間の相対速度及び相対運動、並びに作動液の流速が挙げられる。これらの変数は独立しており、典型的には、処理される個々のウエハ表面に基づき選択される。

本開示に係る構造化研磨物品は、ウエハ平坦化プロセス前及び／又はウエハ平坦化プロセス中断続的に、パッドコンディショナー（例えば、金属マトリクス中に保持されているダイヤモンド粗粒を含む）を用いて表面を研磨することにより、コンディショニングすることができる。１つの有用なコンディショナーは、ＣＭＰパッドコンディショナー（典型的には、剛性裏材板に実装される）、型番ＣＭＰ−２００００ＴＳ（ＭｏｒｇａｎＡｄｖａｎｃｅｄＣｅｒａｍｉｃｓ（Ｈａｙｗａｒｄ，ＣＡ）から入手可能）である。

広くは、１枚の半導体ウエハに対して多数のプロセス工程があり得るため、半導体製造産業は、プロセスが比較的高い材料除去速度をもたらすことになるのを期待している。特定の研磨物品で得られる材料除去速度は、典型的には、機械の条件及び処理されるウエハ表面の種類により変わる。しかし、典型的には、伝導体又は誘電体材料の高い除去速度を有することが望ましいが、伝導体又は誘電体材料除去速度は、所望の表面仕上げ及び／又はウエハ表面のトポグラフィーを損なわないように選択されてもよい

図２を参照すると、ウエハの表面をコンディショニングする代表的な方法では、構造化研磨物品１００は、サブパッド２１０に接触かつ固定され、次いで圧盤２２０に固定されている。発泡体（例えば、ポリウレタン発泡体）又は他の圧縮可能な材料を含んでもよいサブパッド２１０は、その中に第１のウィンドウ２１２を有し、圧盤２２０は、その中に第２のウィンドウ２２２を有する。ウエハホルダ２３３は、モータ（図示せず）に接続されているヘッドユニット２３１に実装されている。ジンバルチャック２３２は、ヘッドユニット２３１からウエハホルダ２３３に延在する。ウエハホルダ２３３は、ウエハ２４０をヘッドユニット２３１に固定するのを補助し、また半導体ウエハが平坦化中に外れるのを防ぐ。ウエハホルダ２３３は、環状部２３３ａにおいてウエハ２４０と平行に延在している。環状部２３３ａ（任意である）は、別々の部品であってもよく、又はウエハホルダ２３３と一体化していてもよい。ウエハ２４０は、構造化研磨物品１００の研磨層１２０と接触させられ、ウエハ２４０及び研磨層１２０は、互いに対して動きあう。ポリシング／研磨の進行は、第２のウィンドウ２２２、第１のウィンドウ２１２、及び構造化研磨物品１００を通過し、酸化物表面２４２ウエハ２４０から反射され、次いでその経路を引き返すレーザービーム２５０を用いてモニタされる。任意の作動液２６０を用いて、研磨プロセスを促進してもよい。リザーバ２３７は、半導体ウエハと研磨層との間の界面に管２３８を通して汲み上げられる任意の作動液２６０を保持する。有用な作動液としては、例えば、米国特許第５，９５８，７９４号（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔら）に列挙されているものが挙げられる。

一般的に、ウエハ表面の仕上げは、引っ掻き傷及び欠陥を実質的に含まないことが望ましい。ウエハの表面仕上げは、既知の方法によって評価されてもよい。１つの方法は、粗さの基準を提供し、引っ掻き傷又は他の表面欠陥を示すことのできるＲｔ値を測定することである。ウエハ表面は、典型的には、約０．４ナノメートル以下、より典型的には、約０．２ナノメートル以下、更により典型的には、約０．０５ナノメートル以下のＲｔ値が得られるように改質される。Ｒｔは、典型的には、ＷｙｋｏＲＳＴＰＬＵＳ干渉計（ＷｙｋｏＣｏｒｐ．，Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ）等のレーザー干渉計又はＴｅｎｃｏｒ表面計（ＫＬＡ−ＴｅｎｃｏｒＣｏｒｐ．，ＳａｎＪｏｓｅ，ＣＡ）を用いて測定される。引っ掻き傷検出は、暗視野顕微鏡により測定されてもよい。引っ掻き深さは、原子間力顕微鏡により測定されてもよい。

ウエハ表面処理は、ウエハ表面の組成に基づき選択されてもよい作動液の存在下で行われてもよい。いくつかの用途では、作動液は、典型的に水を含む。作動液は、研磨物品と組み合わせて化学的機械的ポリシングプロセスによる処理を支援してもよい。ポリシングの化学的部分の間、作動液は、ウエハの外表面又は露出面と反応してもよい。そして、処理の機械的部分の間、研磨物品は、この反応生成物を除去してもよい。

以降の非限定的な実施例によって本開示の目的及び利点を更に例示するが、これら実施例で引用される特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を不当に制限するものと解釈されるべきではない。

特に記載がない限り、実施例及びこれ以降の明細書における部、割合、比率などはいずれも重量基準である。

セリア分散液１の調製
セリア分散液（１００００グラム、水中３０．１パーセント固形分、４５ナノメートル（ｎｍ）の平均一次粒径、Ｒｈｏｄｉａ，Ｉｎｃ．（Ｃｒａｎｂｅｒｒｙ，ＮＪ）から入手可能）を混合容器に注ぎ、次いで７２．４１グラムの２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ酢酸と、５８．５７グラムのベータ−カルボキシエチルアクリレートと、５６２５グラムの１−メトキシ−２−プロパノールを、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされている刃を用いて混合しながら、ゆっくりと添加した。混合物を５０℃に加熱し、一晩混合した。次いで、混合物をロータリーエバポレータに移し、減圧下で過剰の水を除去した。得られた分散液は、４１．７９重量％の固形含量を有していた。

セリア分散液２の調製
セリア分散液（１００００グラム、水中３０．８パーセント固形分、４０ｎｍの平均一次粒径、Ｒｈｏｄｉａ，Ｉｎｃ．から入手可能）を混合容器に注ぎ、次いで８１．７７グラムの２−（２−メトキシエトキシ）エトキシ酢酸と、６６．１４グラムのベータ−カルボキシエチルと、５６２５グラムの１−メトキシ−２−プロパノールを、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされている刃を用いて混合しながら、ゆっくりと添加した。混合物を５０℃に加熱し、一晩混合した。次いで、混合物をロータリーエバポレータに移し、減圧下で過剰の水を除去した。得られた分散液は、４３．２１重量％の固形含量を有していた。

研磨スラリー１の調製
混合容器で、２０３４グラムのセリア分散液１、１２．８グラムのＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１１湿潤及び分散添加剤（ＢＹＫ−ＣｈｅｍｉｅＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴ）から入手可能）を混合した。この混合物に、６．２４グラムの２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＲｏｈｍａｎｄＨａａｓＣｏ．（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）から入手可能）、８８．９７グラムの２−フェノキシエチルアクリレート（ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏ．（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）からＳＲ３３９として入手可能）、４８．００グラムのトリメチロールプロパントリアクリレート（ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏ．からＳＲ３５１として入手可能）、６．８０６グラムのベータ−カルボキシエチルアクリレート（ＢｉｍａｘＩｎｃ．（Ｃｏｃｋｅｙｓｖｉｌｌｅ，ＭＤ）から入手可能）、及び５０グラムの１−メトキシ−２−プロパノールに溶解している０．７５グラムのフェノチアジンを添加した。混合物を、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされた刃を用いて３０分間混合し、次いでロータリーエバポレータに移して、１−メトキシ−２−プロパノールを除去した。スラリーを室温に冷却し、次いで０．９１グラムのフリーラジカル光反応開始剤（フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９として入手可能）、０．２９グラムの熱フリーラジカル反応開始剤（２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からＶＡＺＯ５２として入手可能）、及び０．２９グラムのヒドロキノンモノメチルエーテルを添加し、続いて２時間混合した。

研磨スラリー２の調製
混合容器で、６７６グラムのセリア分散液１、３．２グラムのＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１１湿潤及び分散添加剤（ＢＹＫ−ＣｈｅｍｉｅＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，ＣＴ）から入手可能）を混合した。この混合物に、３．３３グラムの２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＲｏｈｍａｎｄＨａａｓＣｏ．（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）から入手可能）、８．４２グラムの２−フェノキシエチルアクリレート（ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏ．からＳＲ３３９として入手可能）、６４．６２グラムのトリメチロールプロパントリアクリレート（ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏ．からＳＲ３５１として入手可能）、３．６２グラムのベータ−カルボキシエチルアクリレート（ＢｉｍａｘＩｎｃ．から入手可能）、及び２０グラムの１−メトキシ−２−プロパノールに溶解している０．４グラムのフェノチアジンを添加した。混合物を、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされた刃を用いて３０分間混合し、次いでロータリーエバポレータに移して、１−メトキシ−２−プロパノールを除去した。スラリーを室温に冷却し、次いで０．４６グラムのフリーラジカル光反応開始剤（フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９として入手可能）、０．１５グラムの熱フリーラジカル反応開始剤（２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からＶＡＺＯ５２として入手可能）、及び０．１５グラムのヒドロキノンモノメチルエーテルを添加し、続いて２時間混合した。

研磨スラリー３の調製
混合容器で、６７３７．３グラムのセリア分散液２、８７．３グラムのＤＩＳＰＥＲＢＹＫ−１１１湿潤及び分散添加剤（ＢＹＫ−ＣｈｅｍｉｅＵＳＡ，Ｉｎｃ．から入手可能）を混合した。この混合物に、３０．２８グラムの２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＲｏｈｍａｎｄＨａａｓＣｏ．（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）から入手可能）、１８３．５３グラムの２−フェノキシエチルアクリレート（ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏ．（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）からＳＲ３３９として入手可能）、４８１．２１グラムのトリメチロールプロパントリアクリレート（ＳａｒｔｏｍｅｒＣｏ．からＳＲ３５１として入手可能）、３２．９８グラムのベータ−カルボキシエチルアクリレート（ＢｉｍａｘＩｎｃ．から入手可能）、及び５００グラムの１−メトキシ−２−プロパノールに溶解している３．６４グラムのフェノチアジンを添加した。混合物を、ポリテトラフルオロエチレンでコーティングされた刃を用いて３０分間混合し、次いでロータリーエバポレータに移して、１−メトキシ−２−プロパノールを除去した。スラリーを室温に冷却し、次いで５．８２グラムのフリーラジカル光反応開始剤（フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）からＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９として入手可能）、１．８２グラムの熱フリーラジカル反応開始剤（２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からＶＡＺＯ５２として入手可能）、及び１．８２グラムのヒドロキノンモノメチルエーテルを添加し、続いて２時間混合した。

比較例Ａ
セリア含有固定研磨ウェブ（ＣＳＡ）は、３ＭＣｏｍｐａｎｙ（ＳａｉｎｔＰａｕｌ，ＭＮ）からＳＷＲ５５０−１２５／１０ＦＩＸＥＤＡＢＲＡＳＩＶＥとして入手可能であり、ＳＡ１（以下の実施例１を参照）と同じパターンの構造化複合材及び裏材を有するが、平均一次粒径１３５ｎｍの酸化セリウムを含有していた。

（実施例１）
幅９１ｃｍ（３６インチ）のポリプロピレン生産用具のロールを提供した。ポリプロピレン生産用具は、くぼみ面積の１０パーセントに相当する、六角柱状くぼみ（幅１２５マイクロメートル、深さ３０マイクロメートル）の六角形の配列（中心間３５０マイクロメートル）を有するポリプロピレンフィルムであった。生産用具は、本質的に、最終的な構造化研磨物品の研磨複合材の所望の形状、寸法、及び配置の反転であった。キャスティングロール及びニップロール（１３６ｋｇ（６００ポンド）１線形ｃｍ当たり２．９９ｋｇ（１線形ｃｍ当たり１６．７ポンド）のニップ力）を用いて、生産用具のくぼみと、半透明なポリカーボネート／ＰＢＴ系フィルム裏材材料（厚さ０．１８ｍｍ（７ｍｉｌ）、ＢａｙｅｒＣｏｒｐ．，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡからＢＡＹＦＯＬＣＲ６−２として入手可能）のロールとの間をスラリー１でコーティングし、次いで、３．０ｍ（１０フィート／インチ）のライン速度及び２．３６ｋＪ／時間−ｃｍ（６０００ワット／インチ）の合計照射線量で、紫外線（ＵＶ）源（Ｖ電球、ＦｕｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓから入手可能なＭｏｄｅｌＥＰＩＱ）を通過させた。ＵＶ硬化後、得られた構造化研磨物品（ＳＡ１）を生産用具から取り外した。

ＳＡ１を用いて、ウエハ圧１．５ｋＰａ（１．５ポンド／平方インチ）、圧盤速度３０毎分回転数、及びウェブインデックス速度５ミリメートルで１分間、サブパッド（３ＭＣｏｍｐａｎｙから入手可能な６０／９０ＳＭＯＯＴＨＳＵＢＰＡＤ）を備えるＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．（ＳａｎｔａＣｌａｒａ，ＣＡ）から商品名ＲＥＦＬＥＸＩＯＮとして入手可能なＣＭＰ研磨機を用いて、熱酸化物ブランケットウエハ（表面上に１マイクロメートルのフィルム厚の酸化ケイ素を含む、直径２００ｍｍのシリコンウエハ）をポリシングした。作動液（水酸化カリウムでｐＨを１０．５に調整した、２．５重量％のＬ−プロリンを含有している脱イオン水、流速１００ミリリットル／分）を、ポリシングプロセス中用いた。ＳＡ１を実装した。

ＳＡ１は、使用前にコンディショニングしなかった。５枚の熱酸化物ブランケットウエハに対して試験したＳＡ１のポリシング性能を図３に報告する。

図６は、１片の印刷された紙（６２０）に接触しているＳＡ１（６３０）及びＣＳＡ（６１０）の試料であって、ＳＡ１及びＣＳＡのそれぞれが印刷された紙と接触している研磨層で配向されている試料を示す。

（実施例２）
研磨スラリー１を研磨スラリー２に置き換えたことを除いて実施例１を繰り返し、構造化研磨物品ＳＡ２を得た。

ＳＡ２は、使用前にコンディショニングしなかった。熱酸化物ブランケットウエハに対して試験したＳＡ２のポリシング性能を図４に報告する。

図７は、印刷された紙６２０に接触しているＳＡ２（７３０）及びＣＳＡ（６１０）の試料であって、ＳＡ２及びＣＳＡのそれぞれが印刷された紙と接触している研磨層で配向されている試料を示す。

（実施例３）
圧盤速度３０ｒｐｍ、５スイープ／分、６．９ｃｍ〜３１．７５ｃｍ（２．７５〜１２．５０インチ）のウェブ、及び作動液（水酸化カリウムでｐＨを１０．５に調整した、２．５重量％のＬ−プロリンを含有している脱イオン水）流速１００ミリリットル／分で、パッドコンディショナー（ＭｏｒｇａｎＡｄｖａｎｃｅｄＣｅｒａｍｉｃｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）からＣＭＰ−２００００ＴＳとして入手可能）を用いて、６０秒間、ポリシング前に、熱酸化物ブランケットウエハＳＡ２をインサイチュで最初にコンディショニングしたことを除いて、実施例２を繰り返した。

（上記のように）コンディショニングした後、熱酸化物ブランケットウエハに対して試験したＳＡ２のポリシング性能を図５に報告する。

（実施例４）
研磨スラリー１を研磨スラリー３に置き換えたことを除いて実施例１を繰り返し、構造化研磨物品ＳＡ３を得た。図８は、印刷された紙６２０に接触しているＳＡ３（８３０）及びＣＳＡ（６３０）の試料であって、ＳＡ２及びＣＳＡのそれぞれが印刷された紙と接触している研磨層で配向されている試料を示す。

透過率測定
構造化研磨フィルムのサンプルを、光線が裏材に対して垂直に配向されるように、Ｐｅｒｋｉｎ−ＥｌｍｅｒＬａｍｂｄａ３５１．２７ＵＶ／Ｖ分光光度計内に定置した。６６０〜６３３ナノメートルの範囲にわたる光透過率（パーセントとして）を表１に報告する（以下）。

本明細書に引用した全ての特許及び刊行物は、その全文を参照することにより本明細書に組み込むこととする。当業者は、本開示の様々な修正及び変更を、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく行うことができ、また、本開示は、上記で説明した例示的な実施形態に過度に限定して理解すべきではない。

Claims

少なくとも半透明なフィルム裏材と、
前記少なくとも半透明なフィルム裏材上に配置され、かつ複数の成形研磨複合材を含む研磨層であって、前記成形研磨複合材が、結合剤に分散した研磨粒子を含み、前記研磨粒子が、１００ナノメートル未満の平均一次粒径を有するセリア粒子から本質的に成り、前記結合剤が、ポリエーテル酸と、カルボン酸（メタ）アクリレート及びポリ（メタ）アクリレートを含む成分の反応生成物とを含み、前記研磨層の総重量に基づいて、前記研磨粒子が、少なくとも７０重量％の量存在する、研磨層と、を含む、構造化研磨物品。
構造化研磨物品を作製する方法であって、
セリア粒子、ポリエーテル酸、カルボン酸（メタ）アクリレート、及び溶媒を組み合わせて分散液を形成する工程であって、前記セリア粒子が１００ナノメートル未満の平均一次粒径を有する、工程と、
前記分散液とポリ（メタ）アクリレートを含む成分を組み合わせて、結合剤前駆体を形成する工程と、
少なくとも半透明なフィルム裏材上に前記結合剤前駆体の層を形成する工程と、
複数の精密に成形されたくぼみを有する生産用具と前記結合剤前駆体を接触させる工程と、
前記結合剤前駆体を硬化させて、前記少なくとも半透明なフィルム裏材上に配置された研磨層を形成する工程と、
前記研磨層を前記生産用具から分離させて、前記構造化研磨物品を提供する工程であって、前記研磨層の総重量に基づいて、前記セリア粒子が少なくとも７０重量％の量存在する、工程と、を含む、方法。
ウエハの酸化物表面をコンディショニングする方法であって、
少なくとも半透明なフィルム裏材と、
前記少なくとも半透明なフィルム裏材上に配置され、かつ複数の成形研磨複合材を含む研磨層であって、前記成形研磨複合材が、結合剤に分散した研磨粒子を含み、前記研磨粒子が、１００ナノメートル未満の平均一次粒径を有するセリア粒子から本質的に成り、前記結合剤が、ポリエーテル酸と、カルボン酸（メタ）アクリレート及びポリ（メタ）アクリレートを含む成分の反応生成物とを含み、前記研磨層の総重量に基づいて、前記研磨粒子が、少なくとも７０重量％の量存在する、研磨層と、を含む、構造化研磨物品を提供する工程と、
前記研磨層をコンディショニングする工程と、
前記少なくとも半透明なフィルム裏材をサブパッドと接触させる工程であって、前記サブパッドがそれを貫いて延在する第１のウィンドウを有する、工程と、
前記サブパッドを圧盤に固定する工程であって、前記圧盤が、それを貫いて延在し、かつ前記第１のウィンドウに隣接している第２のウィンドウを有する、工程と、
前記研磨層を前記ウエハの前記酸化物表面と摩擦により接触させる工程と、
前記研磨層又は前記ウエハの少なくとも１つを移動させて、作動液と接触しながら前記ウエハの前記表面を研磨する工程と、
前記第１のウィンドウ、前記第２のウィンドウ、及び前記構造化研磨物品を通して導かれる可視光線を用いて、前記ウエハの表面特性をモニタする工程と、を含む、方法。